猜谜语:什么东西越洗越脏?
答案是水。
一、水的形态
水有液体、固体和气体三种形态。
说说看:水的三种形态是如何转化的?
水还有静态(静止的水)与动态(流动的水)两种状态。
水有没有颜色、气味和形状?
水是种很奇特的东西,盛到哪里就呈现怎样的形状。水是有体积的,普及一下面积个体积的概念。
数学测试:观察下列杯子中的水,哪个杯子中的水最多(体积最大)?哪个最少?
二、水的流动
1.成语故事:刻舟求剑
(建议网上下载看动画片观看)
提问:在船上刻线的那人错在哪里?如果船一直在原地不动,能否根据这条线下水找到剑?
关键问题:船是在动的,水也是在动的。
2.水为什么会流动?
有句话这么讲:人往高处走,水往低处流。水的流动是因为有落差。从中国地形图来看,西高东低,所以才会出现‘’百川东到海‘’的情形。
当然,地球上的所有东西都会受到重力(地心引力)的作用,水也不例外。从大的角度讲,水的下落会产生壮观的瀑布。
唐朝诗人李白写过一首著名的瀑布诗。
《望庐山瀑布》
唐.李白
日照香炉生紫烟,遥看瀑布挂前川。
飞流直下三千尺,疑是银河落九天。
从小的角度讲,水滴的降落也是很美丽的现象。
利用水往下流的特点,人们发明了吊针。
吊瓶必须高于输液点,不然会怎样?
3.‘’流水‘’的汉字和拼音学习
注意,‘’流‘’字右边像不像瀑布啊?
复习音调标注规则:
有ɑ不放过,无ɑ找oe;没有aoe,就标iuü;iu并列标在后(这里用到了),单个韵母不用说。
学习韵母iu、ui:
连贯熟读:ai ei ui ao ou iu
整体拼读:
duì tuī guǐ huì shuǐ suì ruì
diū niú liú jiū qiú xiū
4.智力测试(也适合成人做)
一般人都会认为是4。
而恰恰会忽视这些细节。
三、水的力量
1.重力
上文讲到,地球上的一切物体都要受到重力的影响,水的重力所产生的力量是惊人的。
大到水电站
小到‘’水滴石穿‘’
人们利用水滴自然降落的规律,研制出了沙漏与水钟。
观察沙漏,记录时间。
实验一:水钟的制作与测试
水钟有两种形式:受水型和泄水型,区别在于是在盛水容器还是漏水容器上划刻度。我这里采用受水型。
材料:空饮料瓶一个,透明玻璃杯一个,支架一个,秒表一个(手机自带)。
在玻璃杯(我用的是烧杯)贴上一张白纸条,用于做刻度。
在饮料瓶底部戳一个小孔,瓶盖处戳一个稍大的口(也可以不要瓶盖,但不能将瓶盖密封,否则无法滴水极慢),将瓶子上架,让水柱自然流出,每隔一分钟在杯子上划个刻度,最后如下图:
然后将杯中的水倒回瓶子里,重复一次,检验下水钟的效果。
结果可能有一定误差,但基本上是准确的。这就是古人的计时工具之一。
说说看:古人还用哪些方法计时?
疑惑:为什么每分钟的刻度间距越来越小?为什么水的流速越来越慢?这个问题与水的压力有关。
2.压力
水的内部是有压力的,我们称为水压,即来自四周的水的挤压。水越深,压力越大,以鱼儿为例,越往深处游,感觉身体越被挤压得难受(这种感觉就像骑车高速行驶没有挡风玻璃一样),我们用实验证明。
实验二:水压的大小实验
三个高低不同的孔会形成三条射线,射的最远表明这个深度所受的压力越大。
所以深海的海底,几乎是没有鱼儿生活的。
那么潜水艇是如何做到潜水入深海的呢?
你看,首先潜水艇是用坚硬的钢铁打造的,外表的钢板非常厚,不会被水挤扁。那么,它是怎么实现在海里沉浮自如的?我们还是用实验来说明。
实验三:模拟潜水艇实验
本实验为我的原创。
实验器材:塑料饮料瓶一个(密封性好),小玻璃瓶一个(医用肌注药瓶,也可以是其它小瓶子),未充气的小气球一个。
将小气球套在小玻璃瓶口上,投入接近满瓶的饮料瓶中,此时瓶子是浮在水上的。
用力捏饮料瓶,发现玻璃瓶口的气球往里形成一个小鼓包,玻璃瓶下沉了一些。
再用力地捏饮料瓶,发现里面的鼓包变大了,整个瓶子几乎都要被水淹没了。如果松手,小瓶子又浮了起来。
实验原理解释:
当我们用力握饮料瓶子的时候,瓶子内的压力增大,因为饮料瓶里的液体不能压缩,所以压力都传到小玻璃瓶里的空气上。玻璃瓶内空气无法对抗来自水的压力,气球就起包鼓了起来。
这样小玻璃瓶里的空气就会被压缩导致体积变小,从而使得密度加大、浮力减小,小玻璃瓶就会沉下去。
松开手后,压力恢复到原来的大小,玻璃瓶的空气没有被压缩,就又浮起来了。
如果将实验中的小玻璃瓶比作潜水艇,刚好可以用于解释潜水艇的沉浮。
那么,我们有没有办法让水克服重力,往高处流?当然能做到!也是运用压力原理。
实验四:‘’水往高处流‘’实验
这个能用来解释自来水厂的水池只有一层楼高,却能为十几层甚至几十层的高楼提供源源不断的流水。原因是利用气压不断给水试压,让水只能找个缝钻进入。
我们平时在医院里打肌注针,用的也差不多是这个原理。
实验五:会主动喝水的杯子
这个实验刚好可以和上一节的燃烧课完美衔接。要用到的材料是一个较大的玻璃瓶,一根蜡烛,一个盘子。
将蜡烛放在盘子中心点燃,倒入有色液体(可以用绘画颜料),然后迅速将玻璃瓶倒扣在上面。
在蜡烛完全熄灭后,盘子里的液体有一部分被玻璃瓶吸了进入。
虽然不是很明显,但还是看得出液面的高低。
如何解释这一现象?和上面的实验一样,也是气压在搞鬼。燃烧改变了瓶子里的空气成分和压力,造成瓶内气压低于瓶外气压(冷空气的气压比热空气的气压大),瓶外气压将水挤压到瓶子里面。
3.浮力
所有物体在水中都有浮力(水把物体托起来的力量),为何会下沉?密度的关系。
与浮力有关,有两个经典的故事。一个是阿基米德测皇冠,测试的是皇冠是否由纯金打造,同时设计密度、重力、体积、浮力等概念,虽然很有趣,但对于孩子来说还难以理解,还是讲发生在中国古代的‘’曹冲称象‘’故事为好。
曹冲称象。曹冲是谁?曹操的小儿子,他还有两个哥哥,曹丕和曹植,就是写那个《七步诗》的曹植。
当然,也可以我们可以做一做模拟曹冲称象的实验。
日本人还用用实验验证过曹冲称象的准确性。效果令人惊叹!扫描下方二维码观看视频。
4.表面张力
第一课的硬币投水杯实验就是证明了液体表面的张力,这个小朋友不容易理解,不提也罢。
四、选做实验
以下实验其科学道理小孩子不容易懂,可以作为魔术表演而不做解释。
实验六:虹吸现象(推荐做)
准备一根软管,两个容器。其中一个容器放慢水,将软管一头插入水中,另一头垂直向下,确保在插入水一头的下面(C点低于B点),吸一口气将水引出来后,用另一个容器接水,水就能源源不断的流出。我们可以用这个原理将酒坛子里的酒从里面引到酒壶里。
实验七:倒不出的水(推荐做)
实验器材很简单,只需要一个水杯,一张平滑的纸即可。
把杯子灌满水。
把纸覆盖在杯子上。
迅速将杯子翻过来,杯口朝下。
神奇的现象发生了,水居然没有漏出来!
这个实验我做了两次,第一次失败,第二次成功的(拍照不易,故选用网上照片)。需要注意一定要将水倒满,纸张贴上去时确保没有缝隙。
纸张也可以用孔很细的纱网来代替,实验结果一样!
实验八:纸桥‘’饮水‘’
取透明玻璃杯五个。在其中三个杯子装上不同颜色的水(盛三分之二以上),并排摆放如下:
取较厚纸巾,折叠成麻花状纸桥四座,放入杯中如下图:
接下来就只要等待时间的作用了。
最后会怎么样呢?猜猜看吧。
实验九:水火箭(有条件做)
水火箭是一种常见的青少年科技比赛,观赏性和竞技性俱佳。只是制作起来有点麻烦,可在网上查找详细流程。示意图如下:
做好后用打气筒给注了水后的塑料瓶子充气,到一定程度‘’火箭‘’就能一飞冲天。
实验十:肥皂船(可以做,但成功率不高)
取锡纸一小块,在上面用针戳几个洞,在上面放一小块肥皂,漂在水上,据说锡纸船就可能自己开动。
但我试了几次都不成功,可能是肥皂的关系吧。其原理是因为肥皂在溶解过程中破坏了水表面的张力所致。
关于水的实验还有很多很多,甚至可以借鉴某些实验原理再发明出新的玩法,其乐无穷哦!
*本文部分拼音图片翻拍自《小太阳幼儿潜能开发有声课程.拼音课堂》北方妇女儿童出版社2014年版